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版主:黑木崖
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太空里的海鹰!前苏联航天服及宇航员机动装置小史
送交者:  2018年04月02日17:58:08 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话

 这篇译文的主要内容出自俄罗斯一本技术史材料,由书中第8-10章的内容删节而来(原文太冗长且数据过多),旨在向大家介绍下苏联的“海鹰”系列舱外航天服(基本到“海鹰”-ДМА为止,“海鹰”-М有机会单独发文),21КС宇航员机动装置(俗称太空背包的东西)外加“雨燕”舱内航天服(“暴风雪”航天飞机的专用服)。如果大家对航天领域的东西感兴趣,那么可以读读,当中的很多东西想必会是大家第一次见到。不过作为一个非理工科出身的翻译爱好者,在遣词和理解上多少会有点点误差,希望大家可以谅解。

  本文为习作,不涉及盈利目的,如果要转载或引用,特别是转照片,须注明文章出处并申明版权属于俄文原作者。

  最后再提一句,国内很多资料似乎把苏联航天服的型号(甚至功能)搞混了,苏联舱外航天服的发展脉络应该是“金雕”——“鹞鹰”——“海鹰”,舱内航天服主要就是联盟飞船用的“隼”航天服(材料中单列为第7章,有机会再翻译过来)。加加林穿戴的СК-1舱内航天服和列昂诺夫用的“金雕”舱外航天服本文未涉及,想要了解的童鞋需要自行查找下资料了。

  本文的主角——“海鹰”(ДМА)航天服和21КС机动装置。图为1990年2月1日,宇航员А. А.谢列布罗夫(А. А. Серебров)正在“和平”号轨道站外进行苏联首次舱外机动。(后来宇航员А.С. 维克多年科(А.С. Викторенко)还进行过第二次舱外机动,可惜这却是苏联航天最后的绝唱了,21КС机动装置原本是为“和平”号和“暴风雪”号计划专门研制的,用于支持在轨建造和装配大型空间结构。另:本文中共有三张21КС的彩色清晰照,应该是国内首次出现,先前国内网络上的照片色彩失真且较为模糊。)

  “海鹰”航天服历史简介

  60年代后期,中央机械制造设计局(即切洛梅设计局)进行了“钻石”轨道站的研制工作,并计划在轨道站上使用舱外航天服(主要目的是为了保证宇航员能够顺利从运载飞船进入轨道隔舱)。在上述项目启动之时,“星辰”科研生产联合体(以下简称“星辰”联合体)就已在航天服方面预先完成了大量的技术积累和研究工作——其带来的成果就是配有РВР-1П背包(译者注,背包型生命保障装置)的“鹞鹰”航天服,为Л-3计划——登月行动指挥员研制的半硬式“海鹰”航天服,以及“鹰”式软体航天服(译者注,也是一种为登月行动准备的航天服)。其中“鹞鹰”航天服在1967年作为最成熟的产品通过了“钻石”轨道站气闸舱内的试验,并开始生产。

  “鹞鹰”航天服和“海鹰”航天服多为大家所知,而“鹰”式软体航天服几乎无人知晓,遗留下来的照片也不多(位于上方那张图中,左侧为不带外罩的外观,右侧为带外罩的外观)。

  与此同时,(苏联方面)仍有一个课题尚待解决——即如何在多个飞船上配备救生航天服的问题,尤其是“联盟”7К-ВИ战斗飞船以及与“钻石”轨道站配套的运载飞船,它们都有配备救生航天服的要求。因此在为轨道站选择航天服方案时,就无法回避通用航天服的配置问题了。然而,即想要航天服即具备救生功能,又要想航天服具备舱外使用功能,实际的结果是大大减少了可用的航天服结构方案。

  例如,半硬式航天服由于难以配置减震座椅(用于发射起飞和降落时)而无法兼具救生功能。又例如,舱外航天服的技术要求几乎很难与救生航天服相兼容——按照技术文件规范,在宇宙飞船外首先使用的加压舱外航天服强调的是牢固可靠(以保障安全),且它配备的一系列装置是救生航天服用不上的。而加压救生航天服只在事故情况下才会有用,在标准飞行条件下,它强调的是最大限度地方便宇航员在紧凑的舱室内进行移动和工作。最终,“星辰”联合体的研究人员建议同时采用两种不同类型的航天服以完成舱内活动到舱外活动的转换:一种是为每个宇航员配备的极轻便型救生航天服(译者注,这一方向最终发展成为了“联盟”宇宙飞船用的“隼”救生(舱内)航天服),另一种是复杂但可靠的舱外航天服。这一思路的提出,有效解决了航天服结构上的诸多限制问题,也确立了“海鹰”航天服(以Л-3计划——登月行动指挥员航天服为基础)作为有前途方案的地位。

  “海鹰”航天服具备诸多优点,例如能够方便地调整尺码,便于不同的宇航员在轨穿戴使用;易加工改进以装载可拆卸式的自耗组件(每一次舱外活动后必须更换);半硬结构可靠性高,工作压力可达到40千帕等等。1969年11月,“海鹰”航天服通过了“钻石”轨道站气闸舱内的试验,中央机械制造设计局依照“星辰”联合体的建议,决定采用更为先进的“海鹰”航天服取代“鹞鹰”航天服。

  莫斯科宇航员纪念展览馆内陈列的“鹞鹰”航天服,方形“铁箱子”就是РВР-1П背囊,自耗组件应该还没有“随插即用”化。

  在А. И. 埃基斯(А. И. Эйдис)及В.Н.切洛梅(В.Н. Челомей)1969年11月20日作为副手批准,Г. И. 谢韦林(Г. И. Северин)作为主要负责人1969年11月28日批准的决定中书中写道:

  ““海鹰”航天服用于供一名或两名宇航员通过气闸舱(气闸舱出舱口直径为785毫米)进行舱外活动,并在宇宙飞船外壳上完成设备维护工作,也可借助独立的助推装置(作为单独的技术任务,由中央机械制造设计局订货)离开飞船进行机动,以执行任务。”

  “目前正在详细研究为“海鹰”航天服研制和配备带有无线电通信装置、遥测技术装置和电源装置的自主部件的问题。”

  该决定书中还规定,在“钻石”轨道站上,穿戴航天服条件下的舱外活动应实现每次5小时,每2.5个月内应实现2-4次舱外活动。还打算研究在轨道站上对航天服生命保障系统(使用氧气和水)进行补充的办法以及研究如何更换吸收罐(译者注,一般是利用活性炭吸收清除臭气、二氧化碳和尘埃)。

  不过,由于“钻石”轨道站项目本身进展缓慢,外加美国天空实验室计划带来的压力,中央试验用机械制造设计局(即第一试验设计局,后来的科罗廖夫能源火箭航天集团)的科研团队在1969年末提出了尽快建造科研-国民经济通途轨道站的意见,这种轨道站使用“钻石”轨道站项目现成的技术成果和组件,只是其使用的系统由“联盟”飞船的系统改进而来。

  根据这一建议,苏联政府于1970年2月9日做出了研制ДОС-7К持久轨道站的决议,到了1971年4月19日,以“礼炮”命名的第一个该类型轨道站就已经发射入轨。

  在上述政府决议的带动下,1970年初开始了对“海鹰”航天服的实验性改进,以使其能够与ДОС-7К持久轨道站相配套。到了同年4月,中央试验用机械制造设计局就得到了改进型“海鹰”航天服的原始数据。改进后的航天服被称为“海鹰”-Д(Д即为持久轨道站(ДОС)的首字母),主要在使用寿命上(延长了在轨使用期限,增加了可用次数)和维护性上(更加便于宇航员在轨进行航天服自主维护,不必频繁返回地面)进行了大幅优化。

  按照原始数据,“海鹰”-Д航天服的计划在轨使用期限为3个月,每次舱外活动的总时长不少于10小时(含补给时长)——能够完成3-4次(时长为2到4小时的)舱外活动。两套处于待用状态的“海鹰”-Д航天服加在一起,其总重量不超过216公斤(整套设备重量,包含轨道站上的设备)。

  一整套“海鹰”-Д包含有如下保障设备:

  存放设备——保证航天服在轨道站上处于规定位置;

  维护设备——用于进行必要的航天服维护工作,完成航天服的工作准备;

  过闸设备——用于完成通过气闸舱的工作;

  供给设备——用于补充氧气瓶,加水,更换吸收罐及干燥航天服,以便再次进行舱外活动。

  “海鹰”-Д航天服及其背包(带有生命保障系统)的图纸也在1970年制成,之后便开始了针对航天服部件的进一步研究工作,旨在使它们能够长时间保存于轨道站并重复使用。1971年,制成了一系列技术测试部件,其中包括 :与1型航天服用对接装置(БСС-1)配套的轨道站部件(1型航天服用对接装置(БСС-1)用于建立航天服与轨道站闸门设备之间的辅助液压连接);БВС-2轨道站通风系统(用于干燥航天服);用于供电、通信和遥测的电缆索(脐带)——其长度可以保证出舱后15-20米距离内的活动,同时也是宇航员的安全绳。此外还进行了针对可更换组件、轨道站供给系统的试验性测试。

  然而,受到“钻石”轨道站部件延期交付的影响,以及中央试验用机械制造设计局做出了不在“礼炮”-1号轨道站上使用“海鹰”-Д的决定,1972-1973年,航天服的结构改进工作和各类测试工作一度受阻,直到1973年5月“星辰”联合体向中央试验用机械制造设计局提出交涉,请求尽快解决“海鹰”-Д的入轨使用问题。之后双方很快就在1974年1月达成正式协议(6月又下达了最终技术任务书),即“海鹰”-Д航天服将在“礼炮”-6号(另一个编号为持久轨道站5号(ДОС-5)) 轨道站上投入使用。

  1976年左右,“海鹰”-Д航天服的生理学测试、技术测试、系统测试及液压系统长期试验(为期1-2年)均全部结束。1977年中,完成了“海鹰”-Д航天服的寿命测试、垮部门协作试验(和气闸舱系统一起由国家空军科学研究所进行试验),之后随即在“礼炮”-6号轨道站上配备了第33号、第34号、第35号、第36号、第38号“海鹰”-Д航天服及其配套装置(第33号、第34号为常备,第35号、第36号、第38号为备用)。在配备工作进行的同时,也展开了一系列宇航员训练工作,如“星辰”联合体、国家空军科学研究所的气压舱训练,水中失重训练以及图-104飞机上的飞行试验室训练。

  ▲“海鹰”-Д航天服(第38号)的外观,左为不带外罩,右为带外罩。

  再后来的事就是众所周知的了:1977年12月20日,宇航员Ю. В. 罗曼年科(Ю. В. Романенко)和Г.М.格列奇科(Г.М. Гречко)从“礼炮”-6号轨道站出发,首次穿戴着“海鹰”-Д航天服实施了舱外活动。

  ▲宇航员Ю. В. 罗曼年科正在准备“海鹰”-Д航天服以进行“礼炮”-6号轨道站上的首次舱外活动

  宇航员Ю. В. 罗曼年科正在准备“海鹰”-Д航天服以进行“礼炮”-6号轨道站上的首次舱外活动(照片由宇航员Г.М.格列奇科拍摄)。

  ▲Ю. В. 罗曼年科和Г.М.格列奇科从太空归来后,与科研人员的合照,1978年。

  Ю. В. 罗曼年科和Г.М.格列奇科从太空归来后,与科研人员的合照,1978年。(照片正中坐着的三人分别为Ю. В. 罗曼年科、Г. И. 谢韦林、Г.М.格列奇科。)

  当然了,不那么为人所知的事实也是存在的:实际上从1970年代初到1970年代中期,将“海鹰”-Д航天服与“钻石”轨道站相结合的研究工作并未停止,甚至还进行过(包含“海鹰”-Д航天服在内的)轨道站生命保障系统的跨部门协作试验以及ТБК-60热压舱内的保温保压试验,还研制出了与Б-3型航天服用对接装置配套的轨道站部件。这些工作彻底结束是在“礼炮”-6号轨道站发射之后,随着“钻石”轨道站项目的终止才不再继续。

  ▲“海鹰”航天服在“星辰”联合体的ТБК-50热压舱内(译者注,技术细节上肯定和ТБК-60不同)

  “海鹰”航天服在“星辰”联合体的ТБК-50热压舱内(译者注,技术细节上肯定和ТБК-60不同)进行试验。

  本文为看北朝授权发布,主编原廓,KGB1986(译)。任何媒体或者公众号未经书面授权不得转载,违者将追究法律责任。


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